第3章 蜂群思维(2)
但是,群体智慧在飞机着陆的关键时刻似乎成了不利条件,这时可没空均衡众意。当五千名与会者开始为着陆降低高度时,安静的大厅暴发出高声呼喝和急迫的口令。会堂仿佛变成了危难关头的驾驶员座舱。“绿,绿,绿!”一小部分人大声喊道。“红色再多点!”一会儿,另一大群人又喊道。“红色,红色,红——色!”飞机令人晕眩地向左倾斜。显然,它将错过跑道,机翼先着地了。飞行模拟器不像“乒乓”游戏,它从液压杆动作到机身反应,从轻推副翼杆到机身侧转,设定了一段时间的延迟反馈。这些隐藏起来的信号扰乱了群体的思维。受矫枉过正的影响,机身陷入俯仰震荡。飞机东扭西歪。但是,众人不知怎么又中断了着陆程序,理智地拉起机头复飞。他们将飞机转向,重新试着着陆。
他们是如何掉转方向的?没有人决定飞机左转还是右转,甚至转不转都没人能决定,没人作主。然而,仿佛是万众一心,飞机侧转并离场。再次试图着陆,再次摇摆不定。这次没经过沟通,众人又像群鸟乍起,再次拉起飞机。飞机在上升过程中稍稍摇摆了一下,然后又侧滚了一点。在这不可思议的时刻,五千人同时有了同样坚定的想法:“不知道能否翻转360度?”
众人没说一句话,继续翻转飞机。这下没有回头路了。随着地平线令人眼花缭乱的上下翻转,五千名外行飞行员在第一次单飞中让飞机打了个滚。那动作真是非常优美。他们起立为自己长时间鼓掌喝彩。
参与者做到了鸟儿做的事:他们成功地结成了一群。不过,他们的结群行为是自觉的。当合作形成“5”字或操纵飞机的时候,他们是对自己的总体概貌做出反应。而飞行途中的一只鸟对自己的鸟群形态并没有全局概念。结队飞行的鸟儿对鸟群的飞行姿态和聚合是视而不见的。“群态”正是从这样一群完全罔顾其群体形状、大小或队列的生物中涌现出来的。
拂晓时分,在杂草纵生的密歇根湖上,上万只野鸭躁动不安。在清晨柔和的淡红色光辉映照下,野鸭们吱吱嘎嘎地叫着,抖动着自己的翅膀,将头插进水里寻找早餐。它们散布在各处。突然,受到某种人类感觉不到的信号的提示,一千只鸭子如一个整体似的腾空而起。它们轰然飞上天空,随之带动湖面上另外千来只野鸭一起腾飞,仿佛它们就是一个躺着的巨人,现在翻身坐起了。这头令人震惊的巨兽在空中盘旋着,转向东方的太阳,眨眼间又急转,前队变为后队。不一会儿,仿佛受到某种单一想法的控制,整群野鸭转向西方,飞走了。十七世纪的一位无名诗人写道:“……成千上万条鱼如一头巨兽游动,破浪前进。它们如同一个整体,似乎受到不可抗拒的共同命运的约束。这种一致从何而来?”
一个鸟群并不是一只硕大的鸟。科学报道记者詹姆斯·格雷克写道:“单只鸟或一条鱼的运动,无论怎样流畅,都不能带给我们像玉米地上空满天打旋的燕八哥或百万鲰鱼鱼贯而行的密集队列所带来的震撼。……(鸟群疾转逃离掠食者的)高速电影显示出,转向的动作以波状传感的方式,以大约七十分之一秒的速度从一只鸟传到另一只鸟。比单只鸟的反应要快得多。”鸟群远非鸟的简单聚合。
在《蝙蝠侠归来》中有一个场景,一大群黑色大蝙蝠一窝蜂地穿越水淹的隧道涌向纽约市中心。这些蝙蝠是由电脑制作的。动画绘制者先制作一只蝙蝠,并赋予它一定的空间以使之能自动地扇动翅膀;然后再复制出几十个蝙蝠,直至成群。之后,让每只蝙蝠独自在屏幕上四处飞动,但要遵循算法中植入的几条简单规则:不要撞上其他的蝙蝠,跟上自己旁边的蝙蝠,离队不要太远。当这些“算法蝙蝠”在屏幕上运行起来时,就如同真的蝙蝠一样成群结队而行了。
群体规律是由克雷格·雷诺兹发现的。他是在图像硬件制造商Symbolics 工作的计算机科学家。他有一个简单的方程,通过对其中各种作用力的调整——多一点聚力,少一点延迟——雷诺德能使群体的动作形态像活生生的蝙蝠群、麻雀群或鱼群。甚至在《蝙蝠侠归来》中的行进中的企鹅群也是根据雷诺兹的运算法则聚合的。像蝙蝠一样,先一古脑地复制很多计算机建模的三维企鹅,然后把它们释放到一个朝向特定方向的场景中。当它们行进在积雪的街道上,就轻易地出现了推推搡搡拥挤的样子,不受任何人控制。
雷诺兹的简单算法所生成的群体是如此真实,以致于当生物学家们回顾了自己所拍摄的高速电影后,他们断定,真实的鸟类和鱼类的群体行为必然源自于一套相似的简单规则。群体曾被看作是生命体的决定性象征,某些壮观的队列只有生命体才能实现。如今根据雷诺兹的算法,群体被看作是一种自适应的技巧,适用于任何分布式的活系统,无论是有机的还是人造的。
2.3非匀质的看不见的手
蚂蚁研究的先驱者惠勒率先使用“超级有机体”来称呼昆虫群体的繁忙协作,以便清楚地和“有机体”所代表的含义区分开来。惠勒受到世纪之交(1900年左右)的哲学潮流影响。该潮流主张通过观察组成部分的个体行为去理解其上层的整体模式。当时的科学发展正一头扎入对物理学、生物学、以及所有自然科学的微观细节的研究之中。这种一窝蜂上的将整体还原为其组成部分的研究方式,在当时被看作是能够理解整体规律的最实际做法,而且将会持续整个世纪(指21世纪),至今仍是科学探索的主要模式。惠勒和他的同事们是这种还原观点的主要拥护者,并身体力行,写就了五十篇关于神秘的蚂蚁行为的专题论文。但在同一时刻,惠勒还从超越了蚂蚁群体固有特征的超级有机体中看到了“涌现的特征”。惠勒认为,集群所形成的超级有机体,是从大量聚集的普通昆虫有机体中“涌现”出来的。他指出,这种涌现是一种科学,一种技术的、理性的解释,而不是什么神秘主义或炼金术。
惠勒认为,这种涌现的观念为调和“将之分解为部分”和“将之视为一个整体”两种不同的方法提供了一条途径。当整体行为从各部分的有限行为里有规律地涌现时,身体与心智、整体与部分的二元性就真正烟消云散了。不过当时,人们并不清楚这种超越原有的属性是如何从底层涌现出来的。现在也依然如此。
惠勒团队清楚的是:涌现是一种非常普遍的自然现象。与之相对应的是日常可见的普通因果关系,就是那种A引发B,B引发C,或者2+2=4这样的因果关系。化学家援引普通的因果关系来解释实验观察到的硫原子和铁原子化合为硫化铁分子的现象。而按照当时的哲学家C·劳埃德·摩根的说法,涌现这个概念表现的是一种不同类型的因果关系。在这里,2+2并不等于4,甚至不可能意外地等于5。在涌现的逻辑里,2+2=苹果。“涌现——尽管看上去多少都有点跃进(跳跃)——的最佳诠释是它是事件发展过程中方向上的质变,是关键的转折点。”这是摩根1923年的著作《涌现式的进化》中的一段话。那是一本非常有胆识的书,书中接着引用了布朗宁的一段诗,这段诗佐证了音乐是如何从和弦中涌现出来的:
而我不知道,除此(音乐)之外,人类还能拥有什么更好的天赋。因为从三个音阶(三和弦)中他所构造出的,不是第四个音阶,而是星辰。
我们可以声称,是大脑的复杂性使我们能够从音符中精炼出音乐——显然,木头疙瘩是不可能听懂巴赫的。当聆听巴赫时,充溢我们身心的所有“巴赫的气息”,就是一幅富有诗意的图景,恰如其分地展现出富有含义的模式是如何从音符以及其他信息中涌现出来的。
一只小蜜蜂的机体所代表的模式,只适用于其十分之一克重的更细小的翅室、组织和壳质。而一个蜂巢的机体,则将工蜂、雄蜂、以及花粉和蜂窝组成了一个统一的整体。一个重达五十磅的蜂巢机构,是从蜜蜂的个体部分涌现出来的。蜂巢拥有大量其任何组成部分所没有的东西。一个斑点大的蜜蜂大脑,只有6天的记忆,而作为整体的蜂巢所拥有的记忆时间是3个月,是一只蜜蜂平均寿命的两倍。
蚂蚁也拥有一种蜂群思维。从一个定居点搬到另一个定居点的蚁群,会展示出应急控制下的“卡夫卡式噩梦”效应。你会看到,当一群蚂蚁用嘴拖着卵、幼虫和蛹拔营西去的时候,另一群热忱的工蚁却在以同样的速度拖着那些家当掉头东行。而与此同时,还有一些蚂蚁,也许是意识到了信号的混乱和冲突,正空着手一会儿向东一会儿向西的乱跑。简直是典型的办公室场面。不过,尽管如此,整个蚁群还是成功地转移了。在没有上级作出任何明确决策的情况下,蚁群选定一个新的地点,发出信号让工蚁开始建巢,然后就开始进行自我管理。
“蜂群思维”的神奇在于,没有一只蜜蜂在控制它,但是有一只看不见的手,一只从大量愚钝的成员中涌现出来的手,控制着整个群体。它的神奇还在于,量变引起质变。要想从单个虫子的机体过渡到集群机体,只需要增加虫子的数量,使大量的虫子聚集在一起,使它们能够相互交流。等到某一阶段,当复杂度达到某一程度时,“集群”就会从“虫子”中涌现出来。虫子的固有属性就蕴涵了集群,蕴涵了这种神奇。我们在蜂箱中发现的一切,都潜藏在蜜蜂的个体之中。不过,你尽管可以用回旋加速器和X光机来探查一只蜜蜂,但是永远也不能从中找出蜂巢的特性。
这里有一个关于活系统的普遍规律:低层级的存在无法推断出高层级的复杂性。不管是计算机还是大脑,也不管是哪一种方法——数学、物理或哲学——如果不实际地运行它,就无法揭示融于个体部分的涌现模式。只有实际存在的蜂群才能揭示单个蜜蜂体内是否融合着蜂群特性。理论家们是这样说的:要想洞悉一个系统所蕴藏的涌现结构,最快捷、最直接也是唯一可靠的方法就是运行它。要想真正“表述”一个复杂的非线性方程,以揭示其实际行为,是没有捷径可走的。因为它有太多的行为被隐藏起来了。
这就使我们更想知道,蜜蜂体内还裹藏着什么别的东西是我们还没见过的?或者,蜂巢内部还裹藏着什么,因为没有足够的蜂巢同时展示,所以还没有显露出来?就此而言,又有什么潜藏在人类个体中没有涌现出来,除非所有的人都通过人际交流或政治管理联系起来?在这种类似于蜂巢的仿生超级思维中,一定酝酿着某种最出人意料的东西。
2.4认知行为的分散记忆
任何思维都会酝酿出令人费解的观念。
因为人体就是一个由术有专攻的器官们组成的集合体——心脏负责泵送,肾脏负责清扫——所以,当发现思维也将认知行为委派给大脑不同区域时,人们并没有感到过分惊讶。
十八世纪晚期,内科医生们注意到,刚去世的病人在临死之前其受损的大脑区域和明显丧失的心智能力之间存在着某种关联。这种关联已经超出了学术意义:神智错乱在本源上是属于生物学的范畴吗?1873年,在伦敦西赖丁精神病院〔西赖丁精神病院:West Riding Lunatic Asylum〕,一位对此心存怀疑的年轻内科医生用外科手术的方式取出两只活猴的一小部分大脑组织。其中一例造成猴子右侧肢体瘫痪,另一例造成猴子耳聋。而在其他所有方面,两只猴子都是正常的。该实验表明:大脑一定是经过划分的,即使部分失灵,整体也不会遭遇灭顶之灾。
如果大脑按部门划分,那么记忆在哪一科室储存?复杂的大脑以何种方式分摊工作?答案出乎意料。
1888年,一位曾经谈吐流利、记忆灵敏的男人,慌恐不安地出现在朗道尔特博士的办公室,因为他说不出字母表里任何字母的名字了。在听写一条消息的时候,这位困惑的男人写得只字不差。然而,他却怎么也读不出所写的内容。即使写错了,也找不出错的地方。朗道尔特博士记录道:“请他看视力检查表,他一个字母也说不出。尽管他声称看得很清楚……他把A 比做画架,把Z 比做蛇,把P 比做搭扣。”
四年后这个男人死的时候,他的诵读困难变成彻底的读写失语症。不出所料,解剖尸体发现了两处损伤:老伤在枕叶(视力)附近地区,新伤可能在语言中枢附近。
这是大脑官僚化(即按片分管)的有力证明。它暗示着,不同的大脑区域分管不同的功能。如果要说话,则由这个科室进行相应的字母处理;而如果要书写,则归那个科室管。要说出一个字母(输出),你还需要向另一个地方申请。数字由则另一幢楼里的另一个完全不同的部门处理。如果你想骂人,就要像滑稽短剧《巨蟒剧团之飞翔的马戏团》〔巨蟒剧团之飞翔的马戏团(Monty Python‘s Flying Circus):1969年英国BBC 电视台推出的一个电视滑稽剧。〕里提示的那样,必须下到大厅里去。
早期的大脑研究员约翰·休林·杰克逊〔约翰·休林-杰克逊(John Hughlings Jackson,1835.03.04~1911.10.07):英国皇家学会会员,英国精神病学家。〕讲述了一个关于他的一名女病人的故事。这个病人在生活中完全失语。有一次,她所住的病房的街对面有一堆倾倒在那里的垃圾着火了,这位病人清晰地发出了一个字——也是休林-杰克逊所听到的她讲的绝无仅有的一个字——“火!”